贵州新民剖面晚二叠世-早三叠世沉积相分析及牙形石生物地层研究

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作者郝奕玮
来源中国地质大学(北京)
出版年2014
摘要
自国际二叠系分会通过新的二叠纪年代地层系统以来,二叠系被划分为3 统9 阶:由下向上依次是乌拉尔统(Cisuralian),瓜德鲁普统(Guadalupian)和乐平统(Lopingian)。乌拉尔统(Cisuralian)包括阿瑟尔阶(Asselian)、萨克马尔阶(Sakmarian)、亚丁斯克阶(Artinskian)、空谷阶(Kungurian)。瓜德鲁普统(Guadalupian)包括罗德阶(Roadian)、沃德阶(Wordian)、卡匹敦阶(Capitanian)。乐平统(Lopingian)包括吴家坪阶(Wuchiapingian)和长兴阶(Changhsingian)。金玉玕等将中国二叠系划分为3统8阶。由下向上分别是船山统、阳新统、乐平统。船山统由老到新包括紫松阶、隆林阶;阳新统由老到新包括罗甸阶、祥播阶、孤峰阶、冷坞阶;乐平统由老到新包括吴家坪阶、长兴阶。牙形石作为一种在地质历史时期广泛分布的微小动物化石,能分布在多种海相的沉积岩中,再加上其演化迅速,易于识别和鉴定等特征,其在生物地层的划分和对比中起到主导作用,被认为是生物地层学中的计时器。我国华南二叠系牙形石生物地层研究程度高,拥有瓜德鲁普统与乐平统的GSSP、吴家坪阶与长兴阶的GSSP、二叠系与三叠系的GSSP。瓜德鲁普统与乐平统的GSSP位于中国广西来宾蓬莱滩的南岸,以牙形石Clarkina postbitteripostbitteri 的首现定义吴家坪阶的底界,即乐平统的底界。吴家坪阶与长兴阶的GSSP和二叠系与三叠系的GSSP均位于浙江长兴煤山D剖面。以C. wangi的首现作为长兴阶的底界,以Hindeodus parvus作为长兴阶的顶界,即三叠系的底界。新民剖面在贵州省安顺市内,位于贵州中西部。阳新统与乐平统之交的东吴运动使贵州大部上升为陆。吴家坪期贵州西北部的威宁一带为陆上河流相沉积,遵义-安顺一线以西属海陆交替的陆地边缘相区。遵义至安顺一线之南东属碳酸盐台地相区。紫云-望谟-贞丰一带为深水台盆相沉积,在台盆边缘的相对隆起上发育有由海绵和水螅等构成的生物礁,组成台盆边缘礁滩相。长兴期海侵范围有所扩大,古地理格局与吴家坪期相似。贵州新民剖面在古地理构造格局上位于南盘江盆地与扬子陆块的过渡地带,在地层上由老到新依次为长兴组、大隆组、大冶组。前人对贵州新民剖面进行了磁化率研究和放射虫化石的研究,前人将贵州新民剖面共分为9层,1-5层为大隆组,6-9层为大冶组。徐国真在研究新民剖面磁化率时将剖面1-2层上部划为海侵体系域,2层上部-4层中部划为高水位域,4层中部-4层顶部为陆架边缘体系域,5-10层为海侵体系域。前人通过对贵州新民剖面大隆组放射虫的研究得出新民剖面沉积时的水深应该在 50 m 左右。前人在贵州新民剖面时,划分了牙形石带,但是仅对大隆组-大冶组下部进行了牙形石带的划分,没有对长兴组进行牙形石生物地层的研究,并且牙形石带的划分存在争议。本次论文旨在解决贵州新民剖面牙形石生物地层划分并根据野外岩性和沉积构造特征对贵州新民剖面的沉积环境进行浅析。此次实习将贵州新民剖面分为73层,总厚度为50m。1-16层为长兴组,长兴组的主体岩性为灰岩,长兴组底部和顶部有硅质条带和硅质团块,中部为生物碎屑微晶灰岩,生物碎屑含量高,并出露由海绵构成的生物礁,长兴组的沉积特征表明长兴组为台盆边缘礁滩相。17-49层为大隆组,大隆组的主体岩性为硅质岩、硅质灰岩。大隆组沉积旋回特征明显,下部普遍发育鲍马序列a、b段。根据沉积特征推断,大隆组为台地边缘斜坡相。50-73层为大冶组,大冶组的主体岩性为泥质灰岩,下部普遍发育鲍马序列a、b段,上部发育丘状层理和波状层理。由沉积特征判断,大冶组下部所属的沉积相为台盆边缘斜坡相,上部受到风暴浪的影响。研究贵州新民剖面的牙形石生物地层可以为该剖面的时代划分提供生物依据,补充深水相的牙形石生物地层。此次实习共处理新民剖面牙形石样品98件,其中长兴组20件,大隆组51件,大冶组27件。其中仅在长兴组和大隆组下部处理出牙形石,大冶组未处理出牙形石,整个新民剖面的牙形石仅1-36层丰度较大,保存完整的较少。鉴定出的牙形石有两属13种,有6个种是未定种。分别为Hindeodus praeparvus、Hindeodus jufensis、Hindeodus latiduntatus、Hindeodus typicalis、Clarkina wangi、Clarkina changxingensis、Clarkina deflecta。划分出两个牙形石带。由老到新分别为Clarkina wangi带(1-17层),C.changxingensis带(18-26层)和C.yini带(26层以上)。Clarkina wangi带相当于煤山D剖面的Clarkina wangi带,为长兴期早期。C.changxingensis带与煤山D剖面的Clarkina changxingensis-C.deflecta带相当,为长兴期中晚期。C.yini带相当于煤山D剖面的C.yini-C.zhangi带,为长兴期晚期。由于处理出来的牙形石分布和数量有限,不能达到精确划分地层年代的要求。该剖面共采集头足类化石400块,鉴定菊石化石80块。划分出两个菊石带,一个菊石层。由老到新依次为Pseudotirolites-Sinoceltites带、Xenaspis层和Ophiceras带。Pseudotirolites-Sinoceltites带相当于长兴煤山剖面的Pseudotirolites-Rotodisoceras带,为长兴期晚期。Ophiceras带相当于长兴煤山剖面的Ophiceras带,为印度期早期。Xenaspis层位于二者之间,其时代为长兴期末期。将牙形石与菊石结合,相互补充,完善、精确新民剖面生物地层的划分。Clarkina wangi带以下Hindeodus属数量丰富。主要为Hindeodus praeparvus、Hindeodus jufensis、Hindeodus latiduntatus、Hindeodus typicalis。其中Hindeodus praeparvus、Hindeodus jufensis、Hindeodus latiduntatus的产出层位存在争议,值得探讨。Hindeodus praeparvus在伊朗、外高加索和华南的出现层位普遍接近二叠-三叠系界线,而在贵州新民剖面却最早出现在第3层,Clarkina wangi带以下,属长兴阶早期。Hindeodus jufensis在伊朗和浙江煤山A剖面均发现于长兴阶中晚期,而在本剖面中,Hindeodus jufensis分布在4-12层,属长兴阶早期。Hindeodus latiduntatus在煤山剖面长兴灰岩中分布在C. yini-C. zhangi Zone 的顶部到I. isarcica Zone 的下部,属于长兴阶晚期,而在本剖面中Hindeodus latiduntatus最早出现在第6层,属于长兴阶早期。

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